HXD1B型機車系統數據分析

王紹輝

（鄭州鐵路局鄭州機務段，河南鄭州450053）

HXD1B型機車系統數據分析

王紹輝

（鄭州鐵路局鄭州機務段，河南鄭州450053）

HXD1B型電力機車使用的是德國成熟的鐵路機車控制系統，簡稱SIBAS 32系統。通過數據分析專家診斷系統軟件Expert 2 viewer，分析人員可以看到系統的診斷信息、機車操作過程、機車工作環境狀態等系統數據。如何利用系統數據排查機車故障隱患，對提高機車質量有著重要意義。結合鄭州機務段數據分析方面積累的經驗，重點介紹了系統數據分析過程、分析經驗以及開展的工作，以供讀者參考。

HXD1B機車；Expert 2 viewer；系統數據分析；診斷界面

HXD1B型電力機車使用的是德國成熟的鐵路機車控制系統，簡稱SIBAS 32系統［1］。為了便于機車用戶和技術維護人員直觀的分析、掌握SIBAS 32系統的診斷信息、機車操作過程、機車工作環境狀態的系統數據。西門子公司開發了SIBAS 32系統自診斷采用了數據分析專家診斷系統軟件Expert 2 viewer。利用該軟件，可以直觀的利用計算機對診斷系統存儲的數據及內容進行有效的分析，為機車實際故障的查找提供幫助和技術支持。

如何利用系統數據排查機車故障隱患，對提高機車質量有著重要意義。結合鄭州機務段數據分析方面積累的經驗，簡要介紹了分析軟件，系統數據分析過程、分析經驗以及開展的工作，以供讀者參考。

1　HXD1B機車數據分析軟件

HXD1B的機車數據包括故障診斷信息和機車協議事件的記錄。機車數據下載需要選用容量為2G，格式為FAT格式的U盤。在機車未上電前，技術人員將U盤插入I端副司機側操縱臺的U SB端口上，按照機車數據下載程序操縱微機顯示屏，即可完成數據下載工作。

正常情況下，下載的機車數據包共有8個壓縮文件，分別為CCU1DIAG.ZIP、CCU1PROT.ZIP、CCU2DIAG. ZIP、CCU2PROT.ZIP、TCU1DIAG.ZIP、TCU1PROT. ZIP、TCU2DIA G.ZIP、TCU2PROT.ZIP。技術人員可以通過Expert 2 viewer程序，下載這些數據文件。

Expert 2 viewer程序的界面如圖1所示。圖中CarNo表示機車號，Code ID表示故障代碼，Date-TimeOcc表示記錄開始時間，DateTimeGone表示記錄結束時間，EventText表示記錄內容。其中在診斷界面中即CCU1DIAG.ZIP、CCU2DIAG.ZIP、TCU1DIAG. ZIP、TCU2DIAG.ZIP這4個文件操作界面下，雙擊機車診斷記錄會進入記錄環境界面。環境界面如圖2所示，其中的數據詳細描述了診斷記錄發生時的機車各部件運行狀態。

圖1　Expert 2 viewer程序界面

圖2　診斷記錄環境界面

2　機車數據分析過程

對HXD1B機車的數據分析，按照診斷界面中記錄的不同，按以下3種情況進行：

（1）如果診斷界面中有相應的故障記錄，且故障沒有消除時間，可根據故障記錄，確定故障范圍，更換相應故障元件。以圖3所示的故障為例，故障代碼145，故障開始時間2014-03-30 T16：22：00，沒有故障結束時間，故障內容為HWP：檢測到錯誤4QC1模塊-A1→測試/NEV1。即硬件保護：檢測到4QC整流部分的A1模塊故障，執行測試程序同時隔離了中間直流環節1。該故障沒有結束時間，且故障內容較為明確，因此機車回機務段后，技術人員根據故障內容檢查了A1模塊，發現模塊已炸裂，隨即更換了故障模塊。

圖3　故障舉例1

（2）如果診斷界面中相應的故障記錄有消除時間，需結合相應控制器件的過程記錄，判斷出故障是如何產生、消除的，以采取相應的處理措施。在此過程中，建議讀者將機車的電路原理圖及器件工作原理與機車數據相結合，從而更好的分析數據中包含的信息。以圖4所示的故障為例，故障代碼202，故障開始時間2014-05 -06 T10：21：51，故障結束時間2014-05-06 T10：22：16，故障內容為主斷閉合故障，沒有主斷閉合反饋信。該診斷界面為CCU2的診斷界面，因此從CCU2的過程界面如圖5所示，分析故障時刻的機車運行過程。故障前后，機車運行過程如下：

10：21：48～10：21：52主斷閉合釋放（$E131_05）

10：21：50～10：21：51司機閉合主斷

10：21：51～10：21：52主斷控制繼電器=21-A11 -K01閉合（$E131_15）

10：21：52～10：21：52主斷路器狀態：字節12：主斷閉合故障

結合機車原理圖及主斷路器工作原理可知，主斷路器閉合的條件是主斷軟、硬件環閉合，同時CCU發出主斷路器閉合指令，滿足上述條件后，主斷路器電磁閥得電，風路導通從而推動主斷操作機構閉合主斷路器觸點。分析機車過程數據，我們可以看出故障時刻，滿足了主斷路器的閉合條件，同時如果是不滿足主斷閉合條件，則會產生其他故障代碼，如代碼211，故障內容繼電器21-A11-K02閉合故障，表示主斷路器硬件環故障等。因此故障時刻主斷路器沒有閉合的原因，應該是主斷路器本身存在故障。我們更換機車主斷路器后，未再發生該故障。

圖4　故障舉例2

圖5　故障舉例2過程分析界面

（3）如果診斷界面中沒有相應的故障記錄且故障現象會自動消除，需結合相應控制器件的過程記錄，以及故障時刻機車的其他診斷記錄判斷出故障是如何產生、消除的，以采取相應的處理措施。特別是在行車過程中，機車診斷界面中往往產生故障代碼為315，故障內容為定速控制：狀態不允許的記錄，讀者在分析故障時，建議注意利用該條代碼判斷機車故障。以圖6所示的故障為例，故障現象機車運行途中，偶爾發生司機提手柄主斷路器自動斷開的現象。故障分析如下：

①16：03故障初次發生時，分析CCU2的診斷界面如圖6所示，在故障時刻沒有找到關于主斷路器的故障記錄；

②分析CCU2的過程界面如圖7所示，故障發生前主斷路器處于閉合狀態，司機提了牽引手柄，隨即發生主斷路器斷開故障：

③再次分析CCU2的診斷界面，分析16：03時，有定速控制：狀態不確定的記錄，雙擊該記錄，分析環境界面數據如圖7所示，發現提示CCU控制主斷閉合的模塊輸出均為低電平，但是從過程數據記錄中，沒有找到影響主斷閉合的條件；

④按此方法分析其他故障時刻的數據，發現故障現象基本一致，因此更換了機車S K S模塊，機車隨后運行過程中沒有再發生該故障。

3　經驗總結

通過上述3種數據分析情況，我們總結如下經驗，供讀者參考：

（1）在日常工作中，建議讀者通過收集資料、上車試驗等方式，結合機車電路原理圖，學習、掌握機車診斷界面中各種故障代碼的含義及產生條件。在熟悉了各種故障代碼的基礎上，我們分析機車故障時，可先判斷故障部件，再分析機車數據中記錄了哪些該部件的哪些故障代碼，同時該部件有哪些故障代碼沒有出現，從而幫助我們縮小部件故障判斷范圍；

圖6　故障舉例3診斷界面

圖7　故障舉例4過程界面

圖8　故障舉例4環境界面

（2）對于機車運行過程中的故障，在分析數據的過程中，如果遇到數據診斷界面中沒有故障記錄的情況，建議讀者注意利用故障代碼為315，故障內容為定速控制：狀態不允許的記錄，因為機車在運用過程中，發生故障后往往會導致機車退出定速狀態。通過分析該記錄的環境變量，可以幫助我們了解機車故障時刻的各部件狀態，從而找出故障原因。

4　開展的工作

對應機車數據分析過程，我們在實際生產過程中開展了以下工作：

（1）建立了數據分析平臺，具備了數據的初步篩選、共享、統計等功能。機車回機務段后，檢修人員可以將下載的數據直接上傳至平臺。通過平臺中嵌入的分析程序，可以在線看到數據的診斷、過程界面。同時軟件平臺會自動篩選出故障時間沒有消除的代碼，在診斷、過程界面中添加顏色，以提醒檢修人員需要扣車處理。

（2）編寫了環境數據分析軟件，實現了對環境數據的自動翻譯。對需要分析環境變量的數據，分析人員可將需要分析的環境數據拷至軟件輸入界面。經過軟件內部處理后，分析人員可以在軟件輸出結果界面中，看到翻譯結果。同時在結果的備注欄中，軟件給出了各部分結果的正常值，以供分析人員對比、判斷。

（3）建立了數據分析臺賬，以達到積累數據分析經驗的目的。為了積累數據分析的經驗，我們建立了數據分析臺賬，臺賬的內容包括車型、車號、日期、故障情況、數據記錄、分析過程、處理措施、分析心得等內容。通過建立臺賬，一方面技術人員積累了數據分析的經驗，另一方面也方便檢修職工學習。

5 結束語

和諧機車系統數據分析是降低機車事故等級的重要手段，隨著用數據修車、用數據保車的現代檢修理念的深入貫徹，機車系統數據分析工作在提高機車質量方面正發揮著越來越重要的作用。

［1］ 甘雄華.HXD1B、HXD1C型電力機車常見故障及處理［M］.北京：中國鐵道出版社，2013.

System Data Analysis of the HXD1B Locomotive

WANG Shaohui
（Zhengzhou Railway Bureau，Zhengzhou Loco motive Depot，Zhengzhou 450053 Henan，China）

The control system used in the H XD1B locomotive is Germany＇s mature railway locomotive control system，or the SIB AS 32 system for short.Through the data analysis of expert diagnosis system software named as Expert 2 viewer，analysts can know the system data such as system diagnostics，locomotive operation process，and locomotive working environment status.It＇s very important to find a way to use the system data to find the hidden trouble of the locomotive.Combined with the experience of data analysis，this paper mainly introduces the system data analysis process，analysis experience and carrying out the work，in order to offer

for readers.

HXD1B loco motive；expert 2 viewer；system data analysis；diagnostic interface

U269.6

A doi：10.3969/j.issn.1008-7842.2015.04.28

1008-7842（2015）04-0119-03

3—）男，碩士研究生（

2014—11—21）